文献|miR-146a通过NAMPT抑制和NAD+/SIRT失活阻止AMPK的抗衰老作用
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当你老了,
头发花白,睡意昏沉。
炉火旁打盹,回忆青春。
——叶芝
衰老
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衰老(Aging or Senescence)这个词意味着随着年龄增加,机体逐渐出现的退行性变化。衰老的普遍性、内因性、进行性及有害性作为衰老的标准被普遍接受。
自19世纪末应用实验方法研究衰老以来,已经提出了多种衰老理论,包括氧化应激/线粒体损伤理论、端粒酶理论、自噬失活理论、干细胞耗竭理论和代谢失衡理论。
其中,代谢失衡理论的研究发展迅速,有证据表明,限制热量摄入可以延缓许多动物的衰老,延长其寿命。在这一理论的基础上,发现了相关的分子和信号通路。其中,AMPK通路和NAD+依赖的SIRT通路对衰老的发生发展有重要影响。然而,AMPK与SIRT的关系尚未完全阐明。
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来自四川大学的研究团队在Signal Transduct Target Ther杂志上发表了题为《miR-146a impedes the anti-aging effect of AMPK via NAMPT suppression and NAD+/SIRT inactivation》的文章(IF=18.187),该研究为miRNA介导的NAD+/SIRT调控提供了新的视角,并为预防衰老和老年性疾病提供了一个干预点。
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研究过程
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衰老和二甲双胍处理细胞中的miRNA筛选
为了评估miR-146a和miR-126a对AMPK介导的细胞衰老保护的影响,研究团队利用合成miRNA模拟物和抑制剂对这两种miRNA分别采取过表达和低表达策略。
miR-146a is a miRNA differently expressed in senescent cells and metformin-treated cells.
实验结果表明miR-146a和miR-126a可能与衰老或衰老相关疾病呈正相关,并且可能受到二甲双胍的负调节。
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miR-146a减弱二甲双胍对衰老缓解的作用
研究团队使用NIH3T3细胞建立了氧化应激诱导的衰老模型,以筛选衰老细胞和二甲双胍处理的衰老细胞中差异表达的miRNA。
miR-146a attenuates the effect of metformin on the alleviation of senescence.
结果表明,miR-146a(而不是miR-126)可以减弱AMPK对衰老保护的影响。
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miR-146a阻断二甲双胍对小鼠衰老保护的作用
为了确定miR-146a对AMPK介导的体内衰老保护的影响,研究团队使用agomir(具有化学修饰的miRNA模拟形式)在早衰样小鼠中全身过表达miR-146a。
miR-146a blocks the effect of metformin on the alleviation of aging in mice.
结果表明,miR-146a可以减弱二甲双胍对小鼠衰老和年龄相关疾病的保护作用。
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miR-146a降低了二甲双胍对SIRT1激活的影响
研究团队研究了miR-146a在细胞衰老和小鼠衰老中的功能是否与SIRT1活性有关。同时使用D-gal诱导的早衰小鼠模型在体内评估miR-146a对AMPK介导的SIRT1活性和NAD+水平的影响。
miR-146a reduces the effect of metformin on SIRT1 activity.
结果表明,miR-146a部分通过NAD/SIRT1途径参与了二甲双胍介导的抗衰老作用的机制。
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miR-146a直接靶向NAMPT基因并减少NAD+合成
研究团队验证了NAMPT在老年小鼠的衰老细胞和组织中的表达降低,并且在二甲双胍治疗后增加。根据使用miRDR,MiRWalk 2.0和TargetScanMouse软件的生物信息学分析,miR-146a可能靶向人类NAMPT和小鼠NAMPT mRNA的3′-未翻译区域(UTR)。
miR-146a decreases SIRT1 activity by directly targeting NAMPT mRNA.
结果表明,miR-146a通过直接靶向NAMPT 3′-UTR来抑制NAMPT/NAD+水平和SIRT1活性。
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二甲双胍以AMPK-NF-κB依赖性方式下调miR-146a转录
研究团队首先比较了pri-miR-146a和成熟miR-146a水平的改变,以确定二甲双胍是否在转录水平上调节miR-146a表达。然后,研究了受 AMPK 影响的 miR-146a 转录信号。最后,研究团队评估了NF-κB通路与AMPK之间的关系。
Metformin regulates miR-146a transcription in an AMPK-NF-κB-dependent manner.
结果表明,二甲双胍通过促进IKKβ磷酸化来降低miR-146a表达,从而抑制p65磷酸化并随后抑制miR-146a转录。
研究结论
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根据上述研究,研究团队得出以下结论:
miR-146a会影响NAMPT的表达,并且可以在体外和体内由AMPK调节。本研究还证明了在NAMPT表达中调节AMPK的新机制,其特征在于AMPK介导的IKKβ磷酸化,NF-κB抑制,NF-κB介导的Mir146a转录和miR-146a诱导的NAMPT抑制。结合涉及NAD+水平和SIRT1活性变化的数据,本研究扩展了对衰老过程中涉及的miRNA相关机制的理解,并表明miR-146a可能对延缓衰老和治疗衰老相关疾病具有价值。
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实验支持
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HUABIO抗体为本研究立下汗马功劳:
Anti-FOXO1A antibody [SU33-01]
ET1608-25
FOXO1A是一种转录因子,作为细胞对氧化应激反应的调节因子。在KIRT1存在的情况下,介导细胞周期蛋白D1的下调和CDKN1B水平的上调,这是细胞从增殖生长过渡到静止所必需的。
Fig4.b: Immunoprecipitation of the SIRT1 target FOXO1 from cells, followed by the analysis of total and acetylated FOXO1 levels and the ratio of acetylated to FOXO1 levels is shown (n = 3).
ER130811
SIRT1是Sir2的哺乳动物同源物,是一种核蛋白,与许多细胞过程的调节有关,包括细胞凋亡,细胞衰老,内分泌信号传导,葡萄糖稳态,衰老和长寿。
Fig4.c: SIRT1 protein expression was tested and representative immunoblots are shown (n = 4).
Fig5.j: NAMPT and SIRT1 expression in NIH3T3 cells transfected with miR-146a mimics and the indicated plasmids, with relative fold changes shown (n = 3).
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华安生物
杭州华安生物技术有限公司 (HUABIO,以下简称“公司”) 成立于2007年,总部位于浙江杭州。公司致力于为全球科学研究的科学家、体外诊断公司以及药物发现的工业客户提供最高品质的抗体和技术服务。
公司采用基于结构生物学的抗原设计,单克隆B细胞筛选的重组抗体开发,以及多维度的质量验证体系等一系列有自主专利保护的技术和流程,生产出具有高灵敏性,高特异性,无批次差异的核心抗体产品。另外,由多名博士组成的科学家团队专攻抗体结构改造及深加工,在为科学家提供创新工具的同时,不断提升公司的技术水平。公司通过了ISO9001和ISO13485质量体系认证,不仅保证了科学的严谨性,并且有效地控制了项目周期和成本。公司的目录产品包括重组兔单抗、小鼠单抗、兔多抗、羊驼抗体、荧光直标抗体、二抗、细胞因子/蛋白、ADC药品小分子检测抗体等,尤其是技术难度很高的修饰性抗体,也得到了全球顶尖科学家们的高度认可。
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